Към многобройното семейство полупроводникови диоди, наречени с имената на учените, открили необичайния ефект, може да се добави още един. Това е диод на Шотки.

Германският физик Валтер Шоттка открива и изучава т. Нар. Бариерен ефект, произтичащ от определена технология за създаване на преход метал-полупроводник.

Основният „трик“ на диода Шотки е, че за разлика от конвенционалните диоди, p-n основапреход, тук се използва преход метал-полупроводник, който също се нарича бариера Шотки. Тази бариера, точно като полупроводник p-nпреход, има свойството на едностранна електрическа проводимост и редица отличителни свойства.

Силиций (Si) и галиев арсенид (GaAs), както и метали като злато, сребро, платина, паладий и волфрам, се използват главно като материали за производството на бариерни диоди по Шотки.

На схематични диаграмидиодът на Шотки е изобразен така.

Както можете да видите, неговото изображение е малко по -различно от обозначението на конвенционален полупроводников диод.

В допълнение към това обозначение, в диаграмите можете да намерите и изображение на двоен диод (монтаж) на Шотки.

Двоен диод е два диода, монтирани в един общ корпус. Изводите на катодите или анодите се комбинират. Следователно такъв монтаж, като правило, има три щифта. При импулсни захранвания обикновено се използват възли с общ катод.

Тъй като двата диода са разположени в един и същ корпус и са направени в един технологичен процес, техните параметри са много близки. Тъй като те се помещават в единичен корпус, температурният им режим е един и същ. Това увеличава надеждността и експлоатационния живот на елемента.

Диодите на Шотки имат две положителни качества: много малък спад на напрежението напред (0,2-0,4 волта) на кръстовището и много висока скорост на реакция.

За съжаление, такъв малък спад на напрежението се случва при приложено напрежение не повече от 50-60 волта. Тъй като се издига по -нататък, диодът на Шотки се държи като конвенционален силиконов токоизправител. Максималното обратно напрежение за Schottky обикновено не надвишава 250 волта, въпреки че можете да намерите проби, проектирани за 1,2 киловолта в продажба (VS-10ETS12-M3).

И така, двоен диод Шотки (токоизправител Шотки) 60CPQ150е проектиран за максимално обратно напрежение 150V, като всеки от диодите в монтажа е в състояние да премине 30 ампера при директно свързване!

Можете също така да намерите проби, коригирани за половин цикъл, чийто ток може да достигне максимум 400А! Пример е моделът VS-400CNQ045.

Много често в схематични схеми сложно графично представяне на катода просто се пропуска и диодът на Шотки се изобразява като обикновен диод. Видът на използвания елемент е посочен в спецификацията.

Недостатъците на диодите с бариера Шотки включват факта, че дори при краткосрочно превишаване на обратното напрежение, те моментално се провалят и най-важното са необратими. Докато силиконовите захранващи клапани след прекратяване на пренапрежението перфектно се самовъзстановяват и продължават да работят. В допълнение, обратният ток на диодите е силно зависим от температурата на кръстовището. Топлинният срив възниква при голям обратен ток.

Положителните качества на диодите Шотки, в допълнение към високата скорост и следователно краткото време за възстановяване, могат да бъдат приписани на малкия капацитет на кръстовището (бариера), което ви позволява да увеличите работната честота. Това им позволява да се използват в импулсни токоизправители на честоти от стотици килохерца. Много диоди на Шотки се използват в интегрираната микроелектроника. Нанотехнологичните диоди Шотки са интегрирани в интегрални схеми, където заобикалят транзисторните кръстовища за подобряване на производителността.

В радиолюбителската практика диодите на Шотки от серията 1N581x (1N5817, 1N5818, 1N5819) са се вкоренили. Всички те са проектирани за максимален напред ток ( I F (AV)) - 1 ампер и обратно напрежение ( V RRM) от 20 до 40 волта. Спад на волтажа ( V F) на кръстовището е между 0,45 и 0,55 волта. Както вече споменахме, спадът на напрежението напред ( Продължителен спад на напрежението) за диоди с бариера Шотки е много малък.

Също така доста добре известен елемент е 1N5822. Той е проектиран за постоянен ток от 3 ампера и е направен в пакет DO-201AD.

Също така на печатни платки можете да намерите диоди от серията SK12 - SK16 за повърхностен монтаж. Те са доста малки по размер. Въпреки това, SK12 -SK16 може да издържи токове напред до 1 ампер при обратно напрежение 20 - 60 волта. Предният спад на напрежението е 0,55 волта (за SK12, SK13, SK14) и 0,7 волта (за SK15, SK16). Също така на практика можете да намерите диоди от серията SK32 - SK310, например, SK36, който е предназначен за постоянен ток от 3 ампера.

Използването на диоди Шотки в захранвания.

Диодите Шотки се използват активно в компютърни захранвания и превключващи регулатори на напрежение. Сред захранващите напрежения с ниско напрежение, най-високият ток (десетки ампери) са напреженията от +3,3 волта и +5,0 волта. Именно в тези вторични захранвания се използват бариерни диоди Шотки. Най-често се използват трипроводни възли с общ катод. Използването на възли може да се счита за знак за висококачествено и технологично напреднало захранване.

Отказът на диодите на Шотки е една от най -честите неизправности при превключване на захранванията. Той може да има две "мъртви" състояния: чиста електрическа повреда и теч. Ако е налице едно от тези условия, захранването на компютъра е блокирано, тъй като се задейства защита. Но това може да се случи по различни начини.

В първия случай всички вторични напрежения отсъстват. Защитата блокира захранването. Във втория случай вентилаторът "потрепва" и на изхода на захранванията периодично се появяват и изчезват вълни от напрежение.

Тоест, защитната верига периодично работи, но не се получава пълно блокиране на захранването. Гарантирано е, че диодите на Шотки ще се провалят, ако радиаторът, на който са инсталирани, е много горещ, докато се появи неприятна миризма. И последната диагностична опция, свързана с теч: когато натоварването на централния процесор се увеличи в многопрограмен режим, захранването се изключва спонтанно.

Трябва да се има предвид, че по време на професионален ремонт на захранване след подмяна на вторични диоди, особено със съмнение за изтичане, всички силови транзистори, изпълняващи функцията на ключове, трябва да бъдат проверени и обратно: след смяна на ключови транзистори, проверка на вторичните диоди е задължителна процедура. Винаги е необходимо да се ръководите от принципа: неприятностите не идват сами.

Проверка на диодите на Шотки с мултицет.

Можете да проверите диода Шотки с обикновен мултицет. Техниката е същата като при тестване на конвенционален полупроводников диод с pn съединение. Но и тук има подводни камъни. Особено трудно е да се тества изтичащ диод. На първо място, елементът трябва да бъде изваден от веригата за по -точна проверка. Достатъчно лесно е да се идентифицира напълно пробит диод. При всички граници на измерване на съпротивлението дефектният елемент ще има безкрайно малко съпротивление, както в пряка, така и в обратна връзка. Това е равносилно на късо съединение.

По -трудно е да се тества диод със съмнение за теч. Ако извършим тест с мултицет DT-830 в режим "диод", тогава ще видим напълно изправния елемент. Можете да опитате да измерите обратното му съпротивление в режим на омметър. На границата "20kOhm" съпротивлението на връщане се определя като безкрайно голямо. Ако устройството показва поне някакво съпротивление, да речем 3 kΩ, тогава този диод трябва да се счита за подозрителен и да се смени на известен добър. Пълната подмяна на диодите Шотки на електропроводите + 3.3V и + 5.0V може да даде 100% гаранция.

Къде другаде диодите Шотки се използват в електрониката? Те могат да бъдат намерени в доста екзотични устройства като детектори на алфа и бета радиация, детектори на неутронно излъчване, а напоследък слънчеви панели са сглобени на бариерите на Шотки. Така че те доставят електричество на космическите кораби.

Диодите на Шотки, или по-точно бариерните диоди на Шотки, са полупроводникови устройства, направени на базата на контакт метал-полупроводник, докато конвенционалните диоди използват полупроводников pn преход.

Диодът на Шотки дължи името и появата си в електрониката на немския физик Валтер Шотки, който през 1938 г., изучавайки новооткрития бариерен ефект, потвърждава по -ранната теория, според която дори излъчването на електрони от метала е възпрепятствано от потенциалната бариера , но с прилаганото външно електрическо поле тази бариера ще намалее. Уолтър Шотки открива този ефект, който тогава се нарича ефект на Шотки, в чест на учения.

Изследвайки контакта между метала и полупроводника, може да се види, че ако в близост до повърхността на полупроводника има област, изчерпана в повечето носители на заряд, то в областта на контакта на този полупроводник с метала от страната на полупроводника, се формира пространствена зона на йонизирани акцептори и донори и се осъществява блокиращ контакт - самата бариера на Шотки ... При какви условия възниква тази бариера? Токът на термионно излъчване от повърхността на твърдо тяло се определя от уравнението на Ричардсън:

Нека създадем условия, когато при контакт на полупроводник, например n-тип, с метал, термодинамичната работна функция на електроните от метала би била по-голяма от термодинамичната работна функция на електроните от полупроводника. При такива условия, в съответствие с уравнението на Ричардсън, токът на термионно излъчване от повърхността на полупроводника ще бъде по -голям от тока на термионно излъчване от металната повърхност:

В началния момент от време, при контакт на тези материали, токът от полупроводника към метала ще надвишава обратния ток (от метала към полупроводника), в резултат на което в приповерхностните области на двата полупроводника и метал, космическите заряди ще започнат да се натрупват - положителни в полупроводника и отрицателни - в метал. В зоната на контакт ще възникне електрическо поле, образувано от тези заряди, и ще се извърши огъване на енергийните ленти.

Под действието на полето термодинамичната работна функция за полупроводника ще се увеличи и увеличаването ще продължи, докато термодинамичните работни функции и съответните токове на термионно излъчване, приложени към повърхността, станат равни в контактната област.

Картината на прехода към равновесно състояние с образуването на потенциална бариера за p-тип полупроводник и метал е подобна на разглеждания пример с n-тип полупроводник и метал. Ролята на външното напрежение е да регулира височината на потенциалната бариера и силата на електрическото поле в областта на космически заряд на полупроводника.

Фигурата по -горе показва диаграмите на зоните на различните етапи на формиране на бариерата на Шотки. При условия на равновесие в контактната зона термичните емисионни токове се изравняват, поради ефекта на полето се появява потенциална бариера, чиято височина е равна на разликата между термодинамичните работни функции: φк = FMe - Фп / п.

Очевидно характеристиката на токово напрежение за бариерата на Шотки се оказва асиметрична. В посока напред токът расте експоненциално с приложеното напрежение. В обратна посока токът не зависи от напрежението. И в двата случая токът се задвижва от електрони като основни носители на заряд.

Следователно диодите на Шотки се отличават със своята скорост, тъй като изключват дифузните и рекомбинационните процеси, които изискват допълнително време. Зависимостта на тока от напрежението е свързана с промяна в броя на носителите, тъй като тези носители участват в процеса на прехвърляне на заряд. Външното напрежение променя броя на електроните, които могат да преминат от едната страна на бариерата на Шотки към другата страна.

Поради технологията на производство и въз основа на описания принцип на работа, диодите на Шотки имат нисък спад на напрежението в посоката напред, много по-малък от този на традиционните p-n-диоди.

Тук дори малък първоначален ток през контактната област води до отделяне на топлина, което след това допринася за появата на допълнителни токоносители. В този случай няма инжектиране на малцинствени носители на заряд.

Следователно диодите на Шотки нямат дифузен капацитет, тъй като няма малцинствени носители и в резултат на това скоростта е доста висока в сравнение с полупроводниковите диоди. Оказва се подобие на остър асиметричен p-n-преход.

По този начин, на първо място, диодите на Шотки са микровълнови диоди за различни цели: детектор, смесване, лавинен транзит, параметричен, импулсен, умножаващ. Диодите Шотки могат да се използват като детектори на радиация, тензодатчици, ядрени радиационни детектори, светлинни модулатори и накрая - високочестотни токоизправители.

Обозначение на диод Шотки на диаграмите

Диоди Шотки днес

Днес диодите Шотки се използват широко в електронни устройства... На диаграмите те са изобразени по различен начин от конвенционалните диоди. Често можете да намерите двойници токоизправителни диодиШотки, направен в три-пинов корпус, типичен за превключвателите на захранването. Такива двойни структури съдържат два диода на Шотки вътре, обединени от катоди или аноди, по -често от катоди.

Диодите в монтажа имат много сходни параметри, тъй като всеки такъв монтаж се произвежда в един технологичен цикъл и в резултат на това работната им температура е съответно еднаква и надеждността е по -висока. Продължителният спад на напрежението от 0,2-0,4 волта заедно с висока скорост (единици наносекунди) са безспорните предимства на диодите на Шотки пред техните p-n-аналози.

Особеността на бариерата на Шотки в диодите, във връзка с нисък спад на напрежението, се проявява при приложени напрежения до 60 волта, въпреки че скоростта остава непоклатима. Днес диодите на Шотки от типа 25CTQ045 (за напрежения до 45 волта, за токове до 30 ампера за всеки от чифт диоди в монтажа) могат да бъдат намерени в много импулсни захранвания, където те служат като токоизправители за токове до няколкостотин килохерца.

Невъзможно е да не се засегне темата за недостатъците на диодите Шотки, разбира се, че има и има два от тях. Първо, краткосрочен излишък на критичното напрежение незабавно ще деактивира диода. Второ, температурата влияе силно на максималния връщащ ток. При много висока температура на свързване диодът просто ще пробие дори при работа при номинално напрежение.

Нито един радиолюбител не може без диодите на Шотки в практиката си. Най -популярните диоди могат да бъдат отбелязани тук: 1N5817, 1N5818, 1N5819, 1N5822, SK12, SK13, SK14. Тези диоди се предлагат както в изходната версия, така и в SMD. Основното, за което радиолюбителите ги оценяват толкова много, е тяхната висока скорост и нисък спад на напрежението на кръстовището - максимум 0,55 волта - при ниска цена на тези компоненти.

Редки печатна електронна платкасе освобождава от диодите на Шотки за една или друга цел. Някъде диодът на Шотки служи като токоизправител с ниска мощност за веригата за обратна връзка, някъде - като стабилизатор на напрежение на ниво 0,3 - 0,4 волта, а някъде е детектор.

В следващата таблица можете да видите параметрите на най-често срещаните днес с ниска мощност диоди Шотки.

Диодът на Шотки е полупроводников електрически токоизправител, който използва преграда метал-полупроводник като бариера. В резултат на това се придобиват полезни свойства: висока скорост и спад на ниско напрежение в посока напред.

От историята на откриването на диодите на Шотки

Коригиращите свойства на прехода метал-полупроводник са забелязани за първи път през 1874 г. от Фердинанд Браун, използвайки примера на сулфиди. Преминавайки ток в посока напред и назад, той отбелязва разлика от 30%, което фундаментално противоречи на добре познатия закон на Ом. Браун не може да обясни какво се случва, но продължавайки изследванията си, той открива, че съпротивлението на участъка е пропорционално на протичащия ток. Което също изглеждаше необичайно.

Експериментите бяха повторени от физици. Например Werner Siemens отбелязва подобни свойства на селена. Браун установи, че свойствата на структурата са най -изразени, когато контактите са с малки размери, приложени към сулфидния кристал. Изследователят прилага:

• тел с пружина с налягане 1 кг;
• контакт с живак;
• медно покрита платформа.

Така се роди точков диод, който през 1900 г. попречи на сънародника ни Попов да вземе патент за радиодетектор. В собствените си творби Браун излага изследвания върху манганова руда (псиломелан). Чрез притискане на контактите към кристала със скоба и изолиране на гъбите от тоководещата част, ученият постигна отлични резултати, но ефектът по това време не беше приложен. Описвайки необичайните свойства на меден сулфид, Фердинанд полага основите на твърдотелна електроника.

За Браун съмишлениците намериха практическо приложение. Професор Джагдиш Чандра Бозе обявява на 27 април 1899 г. създаването на първия детектор-приемник, който да работи в тандем с радиопредавател. Той използва галенит (оловен оксид), свързан с обикновена жица и улавя вълни от милиметри. През 1901 г. той патентова своето дете. Възможно е под влиянието на слуховете за Попов. Бозе детекторът се използва в първото трансатлантическо радиопредаване на Маркони. Подобен вид устройство върху силициев кристал е патентован през 1906 г. от Greenleaf Witter Pickard.

В речта си при връчването на Нобеловата награда през 1909 г. Браун отбелязва, че не разбира принципите на открития от него феномен, но е открил редица материали, показващи нови свойства. Това са вече споменатите галенит, пирит, пиролузит, тетраедрит и редица други. Изброените материали привлякоха вниманието по проста причина: електричество, въпреки че те се считат за съединения на елементите на периодичната таблица. Преди това такива свойства се считаха за прерогатив на простите метали.

Накрая, през 1926 г., вече се появяват първите транзистори с бариера по Шотки, а теорията е издигната от Уилям Брадфорд Шокли през 1939 г. В същото време Невил Франсис Мойт обяснява явленията, възникващи при свързването на два материала, като изчислява дифузионните и дрейфовите токове на повечето носители на заряд. Уолтър Шотки допълни теорията, като замени линейното електрическо поле с амортизирано и добави концепцията за йонни донори, разположени в приземния слой на полупроводник. Обемният заряд на интерфейса под металния слой е кръстен на учения.

Давидов прави подобни опити да впише теорията в съществуващия факт през 1939 г., но неправилно посочва ограничаващите фактори за настоящия и допуска други грешки. Най -правилните изводи са направени от Ханс Албрехт Бете през 1942 г., който свързва тока с термионното излъчване на носители през потенциална бариера на границата на два материала. Така съвременното име на явлението и диодите трябва да носи името на последния учен, теорията на Шотки разкри недостатъци.

Теоретичните изследвания се изправят срещу трудността при измерване на работната функция на електроните от материал във вакуум. Дори за химически инертния и стабилен златен метал, някои показания варират от 4 до 4,92 eV. При висока степен на вакуум, при липса на живак от помпата или масления филм, се получават стойности от 5,2 eV. С напредването на технологиите в бъдеще се предвиждат по -точни стойности. Друго решение би било да се използва информация за електроотрицателността на материалите за правилно прогнозиране на събитията на границата на прехода. Тези стойности (по скалата на Polling) са известни с точност от 0,1 eV. От казаното става ясно: днес не е възможно правилно да се предвиди височината на бариерата с помощта на посочените методи и следователно коригиращите свойства на диодите Шотки.

Най -добрите начини за определяне на височината на бариерата на Шотки

Допустимо е да се определи височината според добре известната формула (виж фиг.). Където С е коефициент, който е слабо зависим от температурата. Зависимостта от приложеното напрежение Va, въпреки сложната си форма, се счита за почти линейна. Наклонът на графиката е q / kT. Височината на бариерата се определя от графика на lnJ спрямо 1 / T при фиксирано напрежение. Изчислението се основава на ъгъла на наклона.

Алтернативен метод е облъчването на метално-полупроводниковото съединение със светлина. Използват се начини:

1. Светлината преминава през дебелината на полупроводника.
2. Светлината пада директно върху чувствителната зона на фотоклетката.

Ако енергията на фотона се вписва в енергийната междина между лентата на полупроводника и височината на бариерата, се наблюдава излъчване на електрони от метала. Когато параметърът е по -висок от двете стойности, изходният ток нараства рязко, което е лесно забележимо при настройката за експеримента. Този метод дава възможност да се установи, че работните функции за един и същ полупроводник, с различни видове проводимост (n и p), се добавят към ширината на лентата на материала.

Нов метод за определяне на височината на бариерата на Шотки е измерването на капацитета на кръстовището спрямо приложеното обратно напрежение. Графиката показва формата на права линия, пресичаща оста на абсцисата в точката, характеризираща желаната стойност. Резултатът от експериментите е силно зависим от качеството на подготовката на повърхността. Изследването на технологичните методи за обработка показва, че ецването във флуороводородна киселина оставя слой от оксиден филм с дебелина 10 - 20 ангстрема върху силициевата проба.

Ефектът на стареене се отбелязва последователно. По -малко типични за диодите на Шотки, образувани от разцепването на кристала. Височините на бариерите се различават за конкретен материал, в някои случаи силно зависят от електроотрицателността на металите. За галиевия арсенид факторът почти не се проявява; в случай на цинков сулфид той играе решаваща роля. Но във втория случай качеството на подготовката на повърхността има слаб ефект, което е изключително важно за GaAs. Кадмиевият сулфид е в междинно положение по отношение на тези материали.

В изследванията се оказа, че повечето полупроводници се държат като GaAs, включително силиций. Мийд обясни това с факта, че редица формации се образуват на повърхността на материала, където енергията на електроните се намира в областта на една трета от забранената зона от валентната зона. В резултат на това при контакт с метал нивото на Ферми в последния има тенденция да заема подобна позиция. Историята се повтаря с всяко ръководство. В същото време височината на бариерата се превръща в разликата между нивото на Ферми и ръба на проводимата лента в полупроводника.

Силното влияние на електроотрицателността на метала се наблюдава при материали с изразени йонни връзки. Това са предимно четиривалентен силициев оксид и цинков сулфид. Този факт се обяснява с липсата на образувания, които влияят на нивото на Ферми в метала. В заключение добавяме, че днес не е създадена изчерпателна теория по разглеждания въпрос.

Предимства на диодите Шотки

Не е тайна, че диодите на Шотки служат като токоизправители на изхода на импулсни захранвания. Производителите подчертават, че загубите на енергия и отоплението в този случай са много по -ниски. Установено е, че спадът на напрежението по време на директна връзка на диода на Шотки е 1,5 - 2 пъти по -малък, отколкото при всеки тип токоизправител. Нека се опитаме да обясним причината.

Помислете за работата на конвенционален p-n-преход. Когато материалите с два различни типа проводимост влязат в контакт, дифузията на повечето носители започва извън границата на контакта, където те вече не са основни. Във физиката това се нарича заключващ слой. Ако положителен потенциал бъде приложен към n-региона, по-голямата част от носителите на електрони незабавно ще бъдат привлечени към изхода. Тогава блокиращият слой ще се разшири, няма да тече ток. В случай на директно включване, мнозинството носители, напротив, стъпват върху блокиращия слой, където активно се комбинират отново с него. Преходът се отваря, токът тече.

Оказва се, че нито отварянето, нито затварянето на обикновен диод няма да работи веднага. Процесите на образуване и премахване на бариерния слой са в ход, което отнема време. Диодът на Шотки се държи малко по -различно. Приложеното напрежение напред отваря кръстовището, но практически няма инжектиране на дупки в n-полупроводника, бариерата за тях е голяма и има малко такива носители в метала. При повторно включване тунелен ток може да тече в силно легирани полупроводници.

Читателите, запознати с темата за LED осветлението, вече ще знаят, че първоначално през 1907 г. Хенри Джоузеф Раунд е направил откритие за детектора на кристали. Това е диод на Шотки в първото приближение: границата между метал и силициев карбид. Разликата е, че днес се използват полупроводници от n-тип и алуминий.

Свойствата на прехода зависят от използваните материали и от геометричните размери. Обемният заряд в този случай е по -малък, отколкото когато два полупроводника от различен тип са в контакт, което означава, че времето за превключване е значително намалено. В типичен случай той попада в диапазона от стотици ps до десетки ns. За конвенционалните диоди поне с порядък по -висок. На теория това изглежда като липса на покачване на нивото на бариерата при прилагане на обратното напрежение. Лесно е да се обясни малкият спад на напрежението с факта, че част от кръстовището се състои от чист проводник. Подходящ за устройства, проектирани за относително ниско напрежение от десетки волта.

Според свойствата на диодите Шотки, те се използват широко при превключване на захранвания за домакински уреди. Това ви позволява да намалите загубите, да подобрите топлинния режим на работа на токоизправителите. Малката зона на свързване води до ниско напрежение на разрушаване, което е леко компенсирано от увеличаване на зоната на метализация върху кристала, покриваща част от зоната, изолирана от силициев оксид. Тази област, наподобяваща кондензатор, когато диодът е включен отново, изчерпва съседните слоеве на основните носители на заряд, значително подобрявайки производителността.

Поради високоскоростния отговор, диодите на Шотки се използват активно в интегрални схеми, насочени към използване на високи честоти - честоти на работа и синхронизация.

Днес темата на нашия преглед е диодът на Шотки. Темата е информативна и отпечатана специално за начинаещи радиолюбители. В съвременните радиосхеми терминът "диод на Шотки" се среща много често, така че нека разберем какво е това. Диод Шотки е полупроводников диод, направен на базата на контакт метал-полупроводник. Кръстен на Уолтър Шотки. Схематичната диаграма на диод Шотки е подобна на конвенционален диод с някои малки разлики.

Вместо nn кръстовище, метал - полупроводник се използва като бариера в диодите на Шотки, в областта на това кръстовище възниква потенциална бариера - бариера по Шотки, чиято промяна във височината води до промяна в потока на тока през устройството. Най -важната характеристика на диодите на Шотки е ниското ниво на спад на напрежението напред след преход, без обратно зареждане. Въз основа на бариерата на Шотки, по-специално, се правят високоскоростни и свръхбързи диоди; те служат главно като микровълнови диоди за различни цели.

Диодна структура: 1 - полупроводникова подложка; 2 - епитаксиален филм; 3 - контакт метал -полупроводник; 4 - метален филм; 5 - външен контакт.

Такъв диод ви позволява да получите желаната височина на потенциалната бариера, като изберете подходящия метал, много ниско ниво на високочестотен шум, което прави възможно използването на диод Шотки при превключване на захранвания и в цифрово оборудване. Диодите Шотки се използват също като приемници на радиация, модулатор на светлина и се използват широко в слънчевите клетки. Сред недостатъците на тези видове диоди си струва да се отбележи чувствителността към обратните стойности на тока и напрежението, поради което диодът може да прегрее и да се повреди.

Работи в температурен диапазон от - 65 до плюс 160 градуса по Целзий, допустимото обратно напрежение на индустриалните диоди Шотки е ограничено до 250 волта. Подобен детайл се превърна в незаменим полупроводниково устройство днес. Диодите Шотки се предлагат и в SMD пакети. Най -често те се намират в стъклени, пластмасови и метални кутии. Автор - AKA.

Или в различни електрически вериги има такова нещо като диод на Шотки. На първо място, това е специален полупроводников диод, който има малък спад на напрежението по време на директна връзка и се състои от полупроводник и метал. Той е получил името си в чест на изобретателя от Германия Валтер Шотки, който е изобретил този електронен елемент.

Във връзка с

Допустимото обратно напрежение в електронен компонент за промишлени цели е ограничено до 250 волта. На практика се прилага главнов вериги за ниско напрежение, за да се предотврати протичането на обратен ток. Според силата си те са разделени на няколко групи: ниска мощност, средна мощност и мощна.

Самото устройство се състои от метал - полупроводник, пасивиране на стъкло, защитен пръстен и метал. Когато електрически ток започне да тече през веригата, тогава върху защитния пръстен и по цялата площ на полупроводниковата бариера, положителни и отрицателни зарядино в различни частикорпус, в който ще възникне електрическо поле и ще се отдели топлина, което е голям плюс за някои експерименти във физиката.

Разлика от другите полупроводници

Този електронен елемент се различава от другите по това, че използва метал като бариера - полупроводник, който има едностранна електрическа проводимост и има много други отличителни свойства. Такива полупроводникови метали могат да бъдат галиев арсенид, злато, силициев карбид, волфрам, германий, паладий, платина и т.н.

Цялата работа на електронния елемент на Шотки също ще зависи от избрания метал. Силицийът се използва особено често, тъй като е по -надежден от други, работи добре при високи мощности. Същото по -често от други металиизползвайте полупроводник на основата на галиев арсенид (GaAs) - химично съединение на арсен и галий, по -рядко - на базата на германий (Ge). Технологията на производство на тези електронни елементи е много проста, поради което е най -евтината.

Също така, диодът на Шотки се различава от останалите в стабилната си работа, когато се прилага ток. За стабилност се използва въвеждането на специални кристали в корпуса на този електронен елемент, което е много деликатна работа, тъй като небрежност или невнимание може да доведе до неизправност на устройството. Това рядко се прави от хора, най -често тази работа се извършва от специален робот - автоматична машина, програмирана за такава операция.

Обозначение и маркировка на диод Шотки

Както всички електронни части и елементи имат обозначения, на схематични схеми този електронен елемент е изобразен така (виж фиг. 1), което е малко по -различно от обозначението на конвенционален полупроводник.

Можете също да видите изображение на двоен диод на Шотки в диаграмите (виж фиг. 2). Това са два монтирани електронни елемента в една обща сграда... Техните аноди или катоди са запоени, следователно те имат три проводника.

Този електронен елемент, както повечето, е маркиран отстрани. И ако буквите и цифрите на обозначението са неразбираеми, тогава можете да разгледате тяхното декодиране с помощта на радиотехническия справочник.

Предимства и недостатъци

Това устройство има своите предимства и недостатъци.

1. Поддържа добре електрическия ток във веригата;
2. Малък капацитет на бариерата от метали - полупроводници, което увеличава дългосрочната работа на диода;
3. За разлика от други полупроводници, диодът на Шотки има нисък спад на напрежението;
4. IN електрическа веригатози диод на Шотки действа бързо.

Голям минусе, че има много голям обратен ток. В някои случаи например надвишаване на изискваното връщане на текущото ниводори за няколко ампера електронен елемент просто се счупва или поврежда в най -неподходящия момент, независимо дали е нов или стар. Също така често можете да наблюдавате изтичане на диоди, което в някои случаи може да доведе до тъжни последици, ако човек се отнася с презрение към изпитването на полупроводници.

Приложение на диод Шотки

Тези електронни елементипредставените по -горе могат да бъдат намерени в нашия свят почти навсякъде: в компютри, стабилизатори, домакински уреди, радиоразпръскване, телевизия, захранвания, слънчеви панели, транзистори и много други устройства от всички сфери на живота.

Във всички случаи увеличава ефективността и ефикасността, намалява броя на загубитединамика на напрежението, възстановява обратното съпротивление на тока, поема излъчването на алфа, бета и гама заряди, позволява да работите дълго време без повреди, поддържа тока в напрежението на електрическата верига.

Диагностика на диод Шотки

Възможно е да се диагностицира електронният елемент на Шотки, ако възникне необходимост, но това ще отнеме малко време. На първо място е необходимо да се премахне един елемент от диодния мост или електронна схема. Проверете визуалнои проверете с тестер. В резултат на тези прости технически операции ще разберете дали полупроводникът работи или не. Въпреки че не е необходимо да запоявате целия монтаж, това е допълнителна работа и най -важното - сзагуба на време.

Можете също да проверите този диод или диоден мост с мултицет, като същевременно вземете предвид, че производителят записва тока отстрани на устройството. Включваме мултицета и довеждаме неговите сонди до краищата на анода и катода и той ще ни покаже напрежението на диода.

Понякога се случва диодът на Шотки да се повреди по някаква причина. Нека ги разгледаме:

Освен това и в двата случая няма да усетите миризмата на изгаряне и няма да видите дима, тъй като в корпуса е вградена специална защита срещу подобни инциденти. Ако изведнъж в един транзистор изгори горния диод, след това се уверете, че това е единственото устройство, на което сте открили неизправност, защото диодите трябва да бъдат проверени за всичко.

Въпреки че понякога може да няма такава възможност да се тестват диодите за изправност, когато е необходимо. Понякога се случва такаче компютърът започва да се забавя, включва се за много дълго време, "замръзва". Може би случаят е свързан именно с диодите и всеки може да разглоби процесора и да види какво се е случило вътре.

На първо място, трябва да изключите компютъра и да отворите захранването в системния блок. Диодите се виждат веднага. Проверете за дупки или счупвания. Ако има, тогава трябва да ги вземете и да ги замените с нов полупроводник, като поправите проблемите сами, но е по -добре да се обърнете за помощ към професионалисти.

Полупроводници Шотки в съвременния свят

Диодите Шотки са спечелили широка популярност и разпространение във всички области на съвременния живот, особено в електрониката. Те могат да бъдат намерени като двойни токоизправителни диоди, където два полупроводника са инсталирани в един корпус и краищата на анодите или катодите са свързани помежду си и прости, също много малки (например много често се срещат в малки електрически части).

Този полупроводник много често се използва при превключване на захранвания в домакински уреди, което значително намалява загубите и подобрява топлинната работа. Същото тези електронни елементисе използват в транзистори като токоизправители, и в такива специални диоди, които се използват за комбиниране на паралелни захранвания.